AndrA-iaPaiva

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA 
FACULDADE DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
REMOÇÃO DE OOCISTOS DE Cryptosporidium POR 
FILTRAÇÃO DIRETA – INFLUÊNCIA DE ALGUNS 
ASPECTOS OPERACIONAIS 
 
ANDRÉIA PAIVA FAGUNDES 
 
 
 
ORIENTADORA: CRISTINA CELIA SILVEIRA BRANDÃO 
CO-ORIENTADORA: PATRICIA DE CAMPOS GOMES MONTEIRO 
 
 
 
 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM TECNOLOGIA AMBIENTAL E 
RECURSOS HÍDRICOS 
 
PUBLICAÇÃO: PTARH.DM – 097/06 
BRASÍLIA/DF: SETEMBRO – 2006 
 ii 
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA 
FACULDADE DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
REMOÇÃO DE OOCISTOS DE Cryptosporidium POR FILTRAÇÃO 
DIRETA – INFLUÊNCIA DE ALGUNS ASPECTOS OPERACIONAIS 
 
ANDRÉIA PAIVA FAGUNDES 
 
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE 
ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DE 
TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA COMO PARTE 
DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU 
DE MESTRE EM TECNOLOGIA AMBIENTAL E RECURSOS 
HÍDRICOS. 
 
APROVADA POR: 
 
 
_________________________________________________ 
Prof
a
 CRISTINA CELIA SILVEIRA BRANDÃO, PhD (ENC-UnB) 
(Orientadora) 
 
_________________________________________________ 
Prof. MARCO ANTÔNIO ALMEIDA DE SOUZA, PhD (ENC-UnB) 
(Examinador Interno) 
 
_________________________________________________ 
Prof. RAFAEL KOPSCHITZ XAVIER BASTOS, PhD (CCE -UFV) 
(Examinador Externo) 
 
 
 
 
 
BRASÍLIA/DF, 05 DE SETEMBRO DE 2006 
 iii 
FICHA CATALOGRÁFICA 
FAGUNDES, ANDRÉIA PAIVA 
Remoção de Oocistos de Cryptosporidium por filtração direta – Influência de alguns aspectos 
operacionais [Distrito Federal] 2006. 
xxiii, 143p., 210 x 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Tecnologia Ambiental e Recursos 
Hídricos, 2006). 
Dissertação de Mestrado – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia. 
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. 
1.Tratamento de Água 2.Filtração Direta Descendente 
3.Remoção de oocistos de Cryptosporidium 4.Sulfato de Alumínio 
I. ENC/FT/UnB II. Título (série) 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
FAGUNDES, A. P. (2006). Remoção de Oocistos de Cryptosporidium por filtração direta 
– Influência de alguns aspectos operacionais. Dissertação de Mestrado em Tecnologia 
Ambiental e Recursos Hídricos, Publicação MTARH.DM-97/06, Departamento de 
Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 148p. 
 
CESSÃO DE DIREITOS 
AUTOR: Andréia Paiva Fagundes. 
TÍTULO: Remoção de Oocistos de Cryptosporidium por filtração direta – Influência de 
alguns aspectos operacionais 
GRAU: Mestre ANO: 2006 
 
É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta dissertação 
de mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e 
científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte dessa dissertação 
de mestrado pode ser reproduzida sem autorização por escrito do autor. 
 
 
____________________________ 
Andréia Paiva Fagundes 
SQN 316, Bloco J, Apartamento 510 – Asa Norte 
70775-100 Brasília – DF – Brasil 
Endereço Eletrônico: andreiapfagundes@hotmail.com 
 iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aos meus pais, Degmar e Branca, 
por acreditarem na educação 
como instrumento de 
transformação. 
À Fabinho, por todo o apoio, 
amor e incentivo. 
 
Com todo o meu amor, dedico. 
 v 
AGRADECIMENTOS 
 
A minha mais sincera gratidão a todos que me ajudaram a chegar até aqui. 
 
À Deus. 
 
À minha família, meu pai, Degmar, e minha mãe, Branca, pelo amor, esforço e incentivo. 
Ao meu irmão, Fábio, pelo apoio e aprendizado. À minha tia Déia, pelos momentos de 
oração. A todos os meus familiares, por torcerem e acreditarem no meu sucesso. 
 
À professora Cristina, pela orientação, aprendizado, dedicação e compreensão nos 
momentos difíceis. A professora Patrícia, pela co-orientação, aprendizado e amizade. A 
todos os professores do PTARH, pela compreensão e pelos conhecimentos transmitidos. 
 
À FINATEC e ao CNPQ, pelo suporte financeiro, com concessão de bolsa de estudos. 
 
À CAESB, pelo apoio operacional, em especial ao Engenheiro Gustavo, gerente da ETA 
Brasília. 
 
Ao pessoal do laboratório, Boy, Rosely, João, Júnior, Lilica e Carol pelo apoio 
incondicional e amizade, tão fundamentais para a realização dos trabalhos experimentais. 
Aos funcionários do Laboratório de Materiais, Xavier e Severino, pelo auxílio e dedicação. 
 
Às amigas Débora Brito e Bianca, por estarem sempre presentes e por dedicarem tempo 
precioso ao auxílio do desenvolvimento dos trabalhos experimentais. 
 
Às amigas de sala, Ana Elisa, Renata e Deborah pelas valiosas dicas e pelas conversas 
divertidas e descontraídas em momentos de fundamental importância. 
 
Aos amigos de turma do mestrado, Rafael, José Ricardo, Edson, Mariana, Flávia, Cláudia, 
Cristina e José Gabriel, pela convivência e aprendizado. 
 
Aos amigos do doutorado, Jussanã, Férnan, Gustavo, Jaqueline, Ronaldo, Jorge, Domingo, 
Selma, Luciana e Rosângela pelo carinho. 
 vi 
Aos amigos firmados no PTARH: Fuad, Cristiane, Simone, Simoneli, Jailma, Thales, 
Camila, Jennifer, Alcione, Michele, Lygia, Andresa, Carol, Neusa, Renan, Eneida, Carlos, 
Lorena e Elisandra, pelos momentos compartilhados. 
 
A todos os amigos que acreditaram em mim e de alguma forma contribuíram para a minha 
formação, o meu muito obrigado. 
 
Ao meu namorado, Fabinho, por estar sempre presente, me apoiando nos momentos 
difíceis, me levantando quando preciso e acreditando, sempre. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 vii 
RESUMO 
REMOÇÃO DE OOCISTOS DE Cryptosporidium POR FILTRAÇÃO DIRETA – 
INFLUÊNCIA DE ALGUNS ASPECTOS OPERACIONAIS 
Autor(a) : Andréia Paiva Fagundes 
Orientador(a): Cristina Celia Silveira Brandão 
Co-Orientador(a): Patrícia de Campos Gomes Monteiro 
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos 
Brasília, Setembro, 2006 
 
O presente trabalho trata da remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta 
descendente em meio granular praticamente uniforme, verificando a influência de aspectos 
operacionais como dosagens de coagulante, taxas de filtração e características da água 
bruta. O trabalho experimental foi desenvolvido em escala piloto composta por dispositivo 
de mistura rápida e filtro descendente de areia. Os experimentos em escala piloto foram 
precedidos de estudos em escala de bancada (Testes de Jarros) para a definição da faixa de 
pH e dosagem de coagulante a serem empregados nos experimentos de filtração. Foram 
realizados 15 experimentos de filtração direta descendente, utilizando como coagulante o 
sulfato de alumínio. Optou-se por trabalhar com subdosagens, dosagens “ótimas” e super-
dosagens de coagulante. Foram utilizadas águas provenientes do lago Paranoá e do córrego 
do Torto, sendo que toda a água empregada nos trabalhos de filtração foi inoculada com 
oocistos de Cryptosporidium na ordem de 10
2
 a 10
3
 oocistos/L. Além disso, o filtro foi 
operado com taxas constantes de 210 m/dia e 105 m/dia. Os resultados obtidos indicaram 
que, independente da origem da água bruta e da taxa de filtração utilizada, ao se adotar 
dosagens “ótimas” e super-dosagens de coagulante, os efluentes apresentaram valores de 
turbidez inferiores a 0,5 UT e de clorofila-a inferiores a 1,5 g/L. Quanto à remoção de 
oocistos de Cryptosporidium, para o filtro estudado, não foram observadas diferenças na 
remoção desse protozoário com a utilização de uma taxa conservadora, 105 m/dia, quando 
comparada ao valor de 210 m/dia. Por outro lado, para as águas estudadas, a utilização de 
super-dosagem parece promover uma maior remoção de oocistos de Cryptosporidium 
quando comparada com o uso de dosagem “ótima”.Similarmente, foi observado que 
durante a operação regular do filtro, a remoção de oocistos de Cryptosporidium tende a ser 
mais elevada do que no período de amadurecimento do mesmo. Entretanto, o fator 
operacional que influenciou de forma mais determinante a remoção desse protozoário foi a 
utilização de subdosagem de coagulante. Quando essa condição de coagulação foi adotada, 
verificou-se, independentemente da água bruta, que a remoção foi significativamente 
inferior. Dessa forma, pode-se considerar como dois fatores de risco importantes: possíveis 
falhas na dosagem de coagulante, com a aplicação de subdosagem, e o período de 
amadurecimento do filtro. 
 viii 
ABSTRACT 
 
REMOVAL OF Cryptosporidium OOCYSTS BY DIRECT FILTRATION – THE 
INFLUENCE OF SOME OPERATIONAL ASPECTS 
Author: Andréia Paiva Fagundes 
Supervisor: Cristina Celia Silveira Brandão 
Co-Supervisor: Patrícia de Campos Gomes Monteiro 
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos 
Brasília, September of 2006. 
 
The present work deal with the removal of Cryptosporidium oocysts by downflow direct 
filtration with almost uniform filter bed to verify the influence of operational aspects such 
as coagulant dosage, filtration flow rate and raw waters characteristcs. The experimental 
work was carried out in pilot-plant comprised by a hydraulic flash mixing device and a 
rapid downflow sand filter column. The studies in pilot-scale were preceded by benches 
studies (Jar Tests) for the definition of the coagulant dosages and the pH values to be used 
in the filtration experiments. Fifteen filtration experiments had been carried out, using 
aluminum sulphate as coagulant. Three different dosage levels were used: suboptimal, 
"optimal" and overoptimal dosages of coagulant. Raw waters from the Paranoá lake and 
from the Torto stream were used. During filtration experiments these waters were spiked 
with Cryptosporidium sp. oocysts in the order of 10
3
 to 10
2
 oocysts/L and the filter was 
operated with constant flow rates of 210 m/day and 105 m/day. Independently of the 
filtration flow rate and the raw water tested, when "optimal" and overoptimal coagulant 
dosages were used, the filter effluents presented turbidity values lower than 0,5 NTU and 
values of chlorophyll-a lower than 1,5 g/L. Regarding the removal of Cryptosporidium 
oocysts, for the studied filter, no appreciable differences on the removal of these protozoan 
were observed with the utilization of conservatives flow rates, 105 m/day, when comparing 
with 210 m/day.. On the other hand, for the raw waters studied, the use of overoptimal 
coagulant dosages tends to improve the removal of the Cryptosporidium oocysts, when 
comparing with optimal dosages. Similarly, it was observed that the removal of the 
Cryptosporidium oocysts was lower during ripening period when comparing with the 
stable filtration operation. However, the operational aspect that placed more influence on 
the removal of Cryptosporidium oocysts was the use suboptimal coagulation dosage. When 
this condition was adopted, it was verified that, independently of the raw water.used, the 
removal was significant lower. So, failures in the coagulation process, such the use of 
suboptimal coagulant dosages and the ripening filter period may be considered as the two 
major operational risk factors. 
 ix 
SUMÁRIO 
1 – INTRODUÇÃO ................................................................................................. 1 
2 – OBJETIVOS ...................................................................................................... 3 
 2.1 – OBJETIVO GERAL................................................................................. 3 
 2.2 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS.................................................................. 3 
3 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........... 4 
 3.1 – FILTRAÇÃO............................................................................................. 4 
 3.1.1 – Tecnologia de filtração direta....................................................... 7 
 3.1.1.1 – Considerações iniciais..................................................... 7 
 3.1.1.2 – Tecnologia de filtração direta descendente..................... 9 
 3.1.1.3 – A coagulação aplicada a filtração direta.......................... 11 
 3.2 – O Cryptosporidium .................................................................................... 15 
 3.2.1 – Introdução...................................................................................... 15 
 3.2.2 – O ciclo de vida dos oocistos de Cryptosporidium........................ 17 
 3.2.3 – Fontes e ocorrência de Cryptosporidium e surtos de 
Criptosporidiose........................................................................................ 17 
 3.3 – EFEITOS DO TRATAMENTO DE ÁGUA NA REMOÇÃO DE 
Cryptosporidium ................................................................................................. 21 
 3.3.1 – Remoção de Cryptosporidium por meio de tratamento 
convencional e filtração direta................................................................. 
22 
 3.3.2 – Influência da operação de filtração e do mecanismo de 
coagulação na remoção de oocistos de Cryptosporidium........................ 
33 
 3.4 – ASSOCIAÇÃO ENTRE INDICADORES E OOCISTOS DE 
Cryptosporidium.................................................................................................. 
47 
 
4 – METODOLOGIA.............................................................................................. 61 
 4.1 – ÁGUA DE ESTUDO................................................................................. 61 
 4.2. – EXPERIMENTOS EM ESCADA DE BANCADA............................... 62 
 4.3 – EXPERIMENTOS EM ESCALA PILOTO........................................... 66 
 4.3.1 – Descrição da instalação piloto...................................................... 66 
 4.3.1.1 – Sistema de alimentação de água bruta e dosagem de 
coagulante........................................................................................ 
67 
 4.3.1.2 – Coluna de filtração......................................................... 
70 
 4.3.2 – Desenvolvimento dos experimentos de filtração......................... 72 
 
 
 x 
4.4 – METODOLOGIAS PARA A DETERMINAÇÃO DOS 
PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA.............................................. 
 
 
76 
5 – APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DE RESULTADOS............................... 85 
 5.1 – ENSAIOS DE BANCADA........................................................................ 85 
 5.1.1 – Água do lago Paranoá................................................................... 85 
 5.1.2 – Água do córrego do Torto............................................................ 87 
 5.2 – EXPERIMENTOS DE FILTRAÇÃO EM ESCALA PILOTO............ 91 
 5.2.1 – Vazões e taxas de filtração............................................................ 92 
 5.2.2 – Residual de alumínio..................................................................... 94 
 5.2.3 – Clorofila-a...................................................................................... 95 
 5.2.4 – Coliformes totais e E. coli............................................................. 96 
 5.2.5 – Turbidez......................................................................................... 97 
 5.2.6 – Perdas de carga.............................................................................. 98 
 5.2.7 – Experimentos de filtração direta descendente – Água do lago 
Paranoá...................................................................................................... 
 
103 
 5.2.8 – Experimentos de Filtração direta descendente – Água do 
córrego do Torto........................................................................................ 
 
106 
 5.2.8.1 – Experimentosde filtração direta descendente – água do 
córrego do torto – fevereiro e março de 2006................................. 
 
106 
 5.2.8.2 – Experimentos de filtração direta descendente – água do 
córrego do torto – maio a julho de 2006......................................... 
 
108 
 5.2.9 – Influência da qualidade da água na remoção de oocistos de 
Cryptosporidium e parâmetros indicadores............................................. 
 
112 
 5.2.10 – Comparação entre as remoções dos parâmetros de 
qualidade da água no período de inicial de funcionamento do filtro e 
no período de estabilização do filtro........................................................ 
 
 
114 
6 – CONCLUÕES E RECOMENDAÇÕES.......................................................... 116 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 119 
APÊNDICES................................................................................................................. 
127 
APÊNDICE A – CÁLCULO DO DISPOSITIVO DE MISTURA RÁPIDA.......... 
128 
APÊNDICE B – VAZÕES EFLUENTES DO FILTRO DESCENDENTE AO 
LONGO DOS EXPERIMENTOS DE FILTRAÇÃO DIRETA ............................. 
130 
APÊNDICE C – TURBIDEZ AO LONGO DOS EXPERIMENTOS DE 
FILTRAÇÃO DIRETA DESCENDENTE................................................................ 
133 
 
 
 xi 
APÊNDICE D – TAXA DE CRESCIMENTO DAS PERDAS DE CARGA NAS 
CAMADAS DO MEIO FILTRANTE AO LONGO DOS EXPERIMENTOS DE 
FILTRAÇÃO DIRETA DESCENDENTE................................................................ 
 
 
 
136 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 xii 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 3.1 – Fluxogramas esquemáticos dos sistemas de filtração direta sem pré-
floculação (a, b e c) e com pré-floculação (d)................................................................. 9 
Figura 3.2 – Diagrama de coagulação com sulfato de alumínio e potencial zeta – 
Cleasby, 1990 (modificado)............................................................................................. 12 
Figura 3.3 – Seção do diagrama de coagulação do sulfato de alumínio, indicando a 
melhor faixa para a filtração direta – Armirtharajah e O’Melia, 1990 (modificado)...... 15 
Figura 3.4 – Imagem de Cryptosporidium parvum (USEPA, 2006)............................... 15 
Figura 4.1 – Filtro de laboratório de areia (a) esquema; (b) foto..................................... 63 
Figura 4.2 – (a) Adaptação do aparelho de teste de jarros para uso de filtro de 
laboratório de areia; (b) Detalhe do disco.................................................................... 64 
Figura 4.3 – Intalação piloto: foto.................................................................................... 66 
Figura 4.4 – Intalação piloto: esquema............................................................................ 67 
Figura 4.5 – Reservatório de coagulante e bomba dosadora........................................... 68 
Figura 4.6 – Dispositivo de mistura rápida...................................................................... 68 
Figura 4.7 – Coluna de filtração direta descendente........................................................ 71 
Figura 4.8 – Localização dos piezômetros no filtro descendente.................................... 71 
Figura 4.9 – Resumo dos experimentos de filtração realizados durante o 
desenvolvimento do trabalho em instalação piloto.......................................................... 73 
Figura 4.10 – Lavagem do fitro....................................................................................... 76 
Figura 4.11 – Filtração com auxílio de bomba peristáltica.............................................. 79 
Figura 4.12 – Detalhe do encaixe do Filta-Max
®
, IDEXX.............................................. 79 
Figura 4.13 – Estação de eluição: (a) compressão; (b) descompressão........................... 79 
Figura 4.14 – (a) Filta-Max íntegro; (b) Filta-Max após a eluição.................................. 80 
Figura 4.15 – Filtração a vácuo em membrana utilizando bomba a vácuo manual......... 80 
Figura 4.16 – Lavagem da membrana.............................................................................. 80 
Figura 4.17 – Tubos cônicos de 50 mL............................................................................ 81 
Figura 4.18 – Tubos cônicos de 15 mL............................................................................ 81 
 xiii 
Figura 4.19 – Etapa de homogeniezação......................................................................... 81 
Figura 4.20 – Concentrador magnético para volume de 10 mL...................................... 82 
Figura 4.21 – Concentrador magnético para volume de 1,5 mL..................................... 82 
Figura 4.22 – Microscópio de epifluorescência............................................................... 84 
Figura 4.23 – Oocisto de Cryptosporidium em imunofluorescência (à esquerda) e em 
contraste de fases (à direita)............................................................................................. 84 
Figura 5.1 – Diagrama de coagulação do sulfato de alumínio para água proveniente 
do lago Paranoá – Janeiro/2006. Turbidez da água bruta: 5,4: UT e pH da água 
bruta: 6,9.......................................................................................................................... 86 
Figura 5.2 – Estudos preliminares com o coagulante sulfato de alumínio anidro em 
água proveniente do córrego do Torto – Fevereiro/2006. Água bruta com turbidez: 
7,2, pH da água bruta: 5,6 e Alcalinidade da água bruta: 207 mg/L de CaCO3.............. 88 
Figura 5.3 – Diagrama de coagulação do sulfato de alumínio para água proveniente 
do córrego do Torto – Agosto/2006 (Fernandes, 2006). Água bruta com turbidez: 2,7 
UT e pH da água bruta: 6,7.............................................................................................. 89 
Figura 5.4 – Ensaios para a verificação da estabilidade do pH e da alcalinidade da 
água do córrego do Torto após alcalinização com bicarbonato de sódio – 
Fevereiro/2006................................................................................................................. 91 
Figura 5.5 – Concentrações de alumínio em amostras de água bruta e filtrada nos 
experimentos de filtração direta descendente.................................................................. 94 
Figura 5.6 – Concentrações de clorofila-a em amostras de água bruta e água filtrada 
nos experimentos de filtração direta descendente............................................................ 95 
Figura 5.7 – Perda de carga nos experimentos de filtração direta descendente com 
água proveniente do lago Paranoá no período de Janeiro e Fevereiro/2006.................... 99 
Figura 5.8 – Perda de carga nos experimentos de filtração direta descendente com 
água proveniente do córrego do Torto no período de Fevereiro e Março/2006.............. 101 
Figura 5.9 – Perda de carga nos experimentos de filtração direta descendente com 
água proveniente do córrego do Torto no período de Maio a Julho/2006....................... 102 
Figura B.1 – Vazão efluente ao longo do experimento 2................................................ 130 
Figura B.2 – Vazão efluente ao longo do experimento 3................................................ 130 
 xiv 
Figura B.3 – Vazão efluente ao longo do experimento 4................................................ 130 
Figura B.4 – Vazão efluente ao longo do experimento 5................................................ 130 
Figura B.5 – Vazão efluente ao longo do experimento 6................................................ 130 
Figura B.6 – Vazão efluente ao longo do experimento 7................................................ 130 
Figura B.7 – Vazão efluente ao longo doexperimento 8................................................ 131 
Figura B.8 – Vazão efluente ao longo do experimento 9................................................ 131 
Figura B.9 – Vazão efluente ao longo do experimento 10.............................................. 131 
Figura B.10 – Vazão efluente ao longo do experimento 11............................................ 131 
Figura B.11 – Vazão efluente ao longo do experimento 12............................................ 131 
Figura B.12 – Vazão efluente ao longo do experimento 13............................................ 131 
Figura B.13 – Vazão efluente ao longo do experimento 14............................................ 132 
Figura B.14 – Vazão efluente ao longo do experimento 15............................................ 132 
Figura C.1 – Turbidez da água filtrada ao longo do experimento 1................................ 133 
Figura C.2 – Turbidez da água filtrada ao longo do experimento 2................................ 133 
Figura C.3 – Turbidez da água filtrada ao longo do experimento 3................................ 133 
Figura C.4 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 4....... 133 
Figura C.5 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 5....... 133 
Figura C.6 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 6....... 133 
Figura C.7 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 7....... 134 
Figura C.8 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 8....... 134 
Figura C.9 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 9....... 134 
Figura C.10 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 10... 134 
Figura C.11 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 11... 134 
Figura C.12 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 12... 134 
Figura C.13 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 13... 135 
Figura C.14 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 14... 135 
Figura C.15 – Turbidez da água bruta e da água filtrada ao longo do experimento 15... 135 
 xv 
Figura D.1 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 1 Água do 
lago Paranoá – Dosagem “ótima” de coagulante............................................................. 136 
Figura D.2 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 2 Água do 
lago Paranoá – Dosagem “ótima” de coagulante............................................................. 136 
Figura D.3 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 3 Água do 
lago Paranoá – Dosagem “ótima” de coagulante............................................................. 137 
Figura D.4 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 4 Água do 
lago Paranoá – Subdosagem de coagulante.................................................................... 137 
Figura D.5 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 5 Água do 
córrego do Torto em fevereiro de 2006 – Dosagem “ótima” de coagulante................... 138 
Figura D.6 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 6 Água do 
córrego do Torto em fevereiro de 2006 – Dosagem “ótima” de coagulante................... 138 
Figura D.7 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 7 Água do 
córrego do Torto em fevereiro de 2006 – Dosagem “ótima” de coagulante................... 139 
Figura D.8 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 8 Água do 
córrego do Torto em março de 2006 – Subdosagem de coagulante............................... 139 
Figura D.9 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 9 Água do 
córrego do Torto em maio de 2006 – Taxa de filtração reduzida para 105 m
3
/m
2
dia..... 140 
Figura D.10 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 10 Água do 
córrego do Torto em maio de 2006 – Taxa de filtração reduzida para 105 m
3
/m
2
dia..... 140 
 xvi 
Figura D.11 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 11 Água do 
córrego do Torto em junho de 2006 – Super-dosagem de coagulante............................. 141 
Figura D.12 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 12 Água do 
córrego do Torto em junho de 2006 – Super-dosagem de coagulante............................. 141 
Figura D.13 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 13 Água do 
córrego do Torto em junho de 2006 – Dosagem “ótima” de coagulante......................... 142 
Figura D.14 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 14 Água do 
córrego do Torto em junho de 2006 – Dosagem “ótima” de coagulante......................... 142 
Figura D.15 – Taxa de crescimento das perdas de carga nas camadas do meio filtrante 
ao longo do experimento de filtração direta descendente – Experimento 15 Água do 
córrego do Torto em junho de 2006 – Dosagem “ótima” de coagulante......................... 143 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 xvii 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 3.1 – Resumo de limites para a filtração direta – Carrión e Esparza, 1992 
(modificado)..................................................................................................................... 8 
Tabela 3.2 – Resumo de limites para a filtração direta – Cleasby,1990 (modificado).... 8 
Tabela 3.3 – Resumo de registros de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia 
(States et al., 1997 e Cardoso et al., 2002)...................................................................... 19 
Tabela 3.4 – Registros de surtos de criptosporidiose e giardíase (Cardoso et al., 2002) 20 
Tabela 3.5 – Remoção de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia por meio 
de tratamento convencional – Hashimoto et al., 2001 (modificado)............................... 23 
Tabela 3.6 – Ocorrência de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium nas 
amostras de água provenientes da seqüência 3 da estação piloto – Hsu e Yeh, 2003 
(modificada)..................................................................................................................... 24 
Tabela 3.7 – Ocorrência de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium nas 
amostras de água provenientes da seqüência 1 da estação piloto – Hsu e Yeh, 2003 
(modificado)..................................................................................................................... 25 
Tabela 3.8 – Ocorrência de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium nas 
amostras de água provenientes da seqüência 2 da estação piloto – Hsu e Yeh, 2003 
(modificado).....................................................................................................................25 
Tabela 3.9 – Remoção de oo(cistos) de Giardia e de Cryptosporidium por tratamento 
convencional com filtro descendente – Bastos et al., 2004 (modificado)....................... 29 
Tabela 3.10 – Remoção de oo(cistos) de Giardia e de Cryptosporidium por 
tratamento convencional por filtro ascendente – Bastos et al., 2004 (modificado)......... 30 
Tabela 3.11 – Detecção de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium nos 
diferentes compartimentos da ETA piloto – Marques et al., 2005 (modificada)............ 31 
Tabela 3.12 – Remoção de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia por meio 
de tratamento convencional e filtração direta em escala piloto – Nieminski, 1997 
(modificado)..................................................................................................................... 32 
Tabela 3.13 – Remoção de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia por meio 
de tratamento convencional e filtração direta em escala real – Nieminski, 1997 
(modificado)..................................................................................................................... 32 
 xviii 
Tabela 3.14 – Resumo das características dos filtros utilizados em escala piloto em 
Ohio Swertfeger et al.,1999 (modificado)....................................................................... 35 
Tabela 3.15 – Remoção média de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium, 
em escala piloto, para filtros distintos, no verão e no inverno, no estado de Ohio, USA 
Swertfeger et al.,1999 (modificado)................................................................................ 35 
Tabela 3.16 – Qualidade da água bruta e parâmetros operacionais utilizados nas 
estações piloto de tratamento de água – Huck et al., 2002b (modificado)...................... 37 
Tabela 3.17 – Remoção média de oocistos de Cryptosporidium – Huck et al., 2002b 
(modicado)....................................................................................................................... 37 
Tabela 3.18 – Remoção de oocistos de Cryptosporidium inativados – Emelko, 2003 
(modificado)..................................................................................................................... 38 
Tabela 3.19 – Remoção de oocistos de Cryptosporidium viáveis – Emelko, 2003 
(modificado)..................................................................................................................... 39 
Tabela 3.20 – Remoções de oocistos de Cryptosporidium – Dugan e Willimas, 2004 
(modificado)..................................................................................................................... 40 
Tabela 3.21 – Remoção de oocistos de Cryptosporidium – States et al., 2002 
(modificado)..................................................................................................................... 42 
Tabela 3.22 – Concentração de turbidez e de oocistos de Cryptosporidium em 
experimentos em escala de bancada – Pereira et al., 2005 (modificado)........................ 44 
Tabela 3.23 – Condições experimentais e valores dos coeficientes de filtração ka e 0 – 
 Gistis et al., 2002 (modificado)....................................................................................... 46 
Tabela 3.24 – Remoção média de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia 
Swertfeger et al.,1999 (modificado)................................................................................ 54 
Tabela 3.25 – Remoção média de turbidez e de partículas totais – Swertfeger et 
al.,1999 (modificado)....................................................................................................... 54 
Tabela 3.26 – Residual de turbidez, de partículas e remoção de oocistos de 
Cryptosporidium – Edzwald et al., 2001 (modificado)................................................... 55 
Tabela 3.27 – Coeficientes de correlação de Pearson Berino e De Luca, 2003 
(modificado...................................................................................................................... 59 
Tabela 4.1 – Características do sulfato de alumínio........................................................ 62 
 xix 
Tabela 4.2 – Características do dispositivo de mistura rápida......................................... 69 
Tabela 4.3 – Características do meio filtrante................................................................. 71 
Tabela 4.4 – Freqüência de medição dos parâmetros de qualidade da água filtrada....... 74 
Tabela 4.5 – Parâmetros avaliados e métodos e equipamentos ...................................... 77 
Tabela 5.1 – Caracterização da água bruta do lago Paranoá ao longo dos experimentos 
de filtração 1, 2, 3 e 4 – Janeiro e Fevereiro/2006........................................................... 86 
Tabela 5.2 – Caracterização da água bruta do córrego do Torto ao longo dos 
experimentos de filtração 5, 6, 7 e 8 – Fevereiro e Março/2006..................................... 90 
Tabela 5.3 – Caracterização da água bruta do córrego do Torto ao longo dos 
experimentos de filtração 9, 10, 11, 12, 13, 14 e 15 – Maio, Junho e Julho/2006........... 90 
Tabela 5.4 – Resumo dos experimentos de filtração direta descendente......................... 92 
Tabela 5.5 – Vazões médias efluentes nos experimentos de filtração direta 
descendente...................................................................................................................... 93 
Tabela 5.6 – Concentração de coliformes totais e E. coli em amostras de água bruta e 
água filtrada nos experimentos de filtração direta descendente....................................... 96 
Tabela 5.7 – Turbidez residual nos experimentos de filtração direta descendente.......... 98 
Tabela 5.8 – Caracterização da água de estudo preparada com água do lago Paranoá 
utilizada em cada experimento de filtração – Janeiro e Fevereiro/2006.......................... 103 
Tabela 5.9 – Residual e remoções de turbidez, clorofila-a, ocistos de Cryptosporidium 
e E. coli em experimentos com água de estudo preparada com água do lago Paranoá – 
Janeiro e Fevereiro/2006.................................................................................................. 104 
Tabela 5.10 – Caracterização da água de estudo preparada com água do córrego do 
Torto utilizada em cada experimento de filtração – Fevereiro e Mraço/2006................. 106 
Tabela 5.11 – Residual e remoções de turbidez, clorofila-a, ocistos de 
Cryptosporidium, coliformes totais e E. coli em experimentos com água de estudo 
preparada com água do córrego do Torto – Fevereiro e Março/2006.............................. 107 
Tabela 5.12 – Caracterização da água de estudo preparada com água do córrego do 
Torto utilizada em cada experimento de filtração – Maio a Julho/2006.......................... 109 
 xx 
Tabela 5.13 – Residual e remoções de turbidez, clorofila-a, ocistos de 
Cryptosporidium, coliformes totais e E. coli nos experimentos 9, 10, 11 e 12, com 
água de estudo preparada com água do córrego do Torto – Maio a Julho/2006............. 109 
Tabela 5.14 – Residual e remoções de turbidez, clorofila-a, ocistos de 
Cryptosporidium, coliformes totais e E. coli nos experimentos 13, 14 e 15, com água 
de estudo preparada com água do córrego do Torto – Maio a Julho/2006...................... 110 
 
 xxi 
LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURAS E ABREVIAÇÕES 
 
A665............... Absorbância da solução de clorofila medida em 665 nm 
A750............... Absorbância da solução de clorofila medida em 750 nm 
AB........... Água Bruta 
AE........... Água de Estudo 
AF........... Água Filtrada 
AIDS....... Síndrome da Imunodeficiência Adquirida 
c............... Diâmetro do Orifício no injetor de perda de carga 
CAC........ Carvão Ativado Granular 
d............... Diâmetro da contração adotado no injetor de perda de carga 
D.............. Diâmetro interno da tubulação do injetor de perda de carga 
DIC.......... Contrastede Interferência Diferencial 
DMR....... Dispositivo de Mistura Rápida 
ETA......... Estação de Tratamento de Água 
EUA........ Estados Unidos da América 
Exp.......... Experimento 
F.............. Fator de correção de unidades na detecção de clorofila-a 
FDD Filtro direto descendente 
FIME....... Filtração em Múltiplas Etapas 
FLA......... Filtro de Laboratório de Areia 
FMTM..... Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro 
G.............. Gradiente de Velocidade 
Ho............ Hipótese Nulitiva 
H1................... Hipótese Alternativa 
IBGE....... Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
Kgf…….. Kilograma-força 
 xxii 
LAA…… Laboratório de Análise da Água 
log........... Logaritmo de Base 10 
M............. Molar 
MCLs...... Níveis Máximos de Contaminantes 
MF........... Microfiltração 
MON....... Matéria Orgânica Natural 
MS........... Ministério da Saúde 
n………... Número de amostras 
N……….. Normal 
N’……… Número de oocistos de Cryptosporidium quantificados em cada poço 
NF........... Nanofiltração 
NMP........ Número Mais Provável 
P…..…… Constante de proporcionalidade em mg.cm/L, devido ao coeficiente de 
extração molar de clorofórmio-metanol 
PAC……. Policloreto de Alumínio 
PBS......... Solução Tampão de Fosfato 
pH........... Potencial Hidrogeniônico 
PL............ Caminho óptico na detecção de clorofila-a (espessura da cubeta utilizada) 
ppm......... Partes por Milhão 
PVC......... Policloreto de Vinila 
PZ............ Potencial Zeta 
Qf............ Vazão no filtro 
R
2 
............ Coeficiente de Correlação 
rpm......... Rotações por minuto 
S.............. Volume da amostra filtrada (em mL) para detecção de clorofila-a 
T.............. Soma do menor rank no teste estatístico de Wilcoxon 
t1..................... Tempo inicial de coleta de amostra de água filtrada 
 xxiii 
t2..................... Tempo final de coleta de amostra de água filtrada 
tcal......... Estatística teste para a distribuição t de Student 
TF............ Taxa de Filtração 
UC........... Unidade de Cor 
UT........... Unidade de Turbidez 
USEPA ... Agência de Proteção Ambiental Americana 
V.............. Volume da solução de clorofórmio-metanol usada em mL 
Vc............ Volume final do concentrado após o processo de preparação da amostra 
Val........... Volume do concentrado adicionado a cada poço da lâmina 
Vam......... Volume da amostra submetido ao processo de concentração 
h............ Perda de carga na expansão no injetor de mistura rápida 
Média 
x............ Desvio Padrão 
 
 
 
 1 
1 – INTRODUÇÃO 
 
O principal objetivo dos sistemas de abastecimento de água potável é proteger a saúde 
pública pela provisão de água potável. A água para consumo humano é considerada 
potável se forem atendidos os parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos 
do padrão de potabilidade e se não oferecer riscos à saúde (Brasil, 2004). 
 
Os oocistos de Cryptosporidium são protozoários patogênicos de veiculação hídrica que 
causam a criptosporidiose, doença de remição espontânea em adultos sadios, mas que pode 
levar a morte pessoas imunocomprometidas. 
 
A remoção físico-química de protozoários patogênicos, particularmente dos oocistos de 
Cryptosporidium parvum, tem recebido atenção especial devido à dificuldade de inativação 
química desses organismos (Huck et al., 2002b). 
 
Nos Estados Unidos e outros países chamados desenvolvidos, a proteção das águas para 
abastecimento contra a veiculação dos protozoários parasitas emergentes, sobretudo o 
Cryptosporidium parvum e a Giardia lamblia, é uma das maiores preocupações relativas 
ao abastecimento de água para consumo humano. O surgimento de epidemias causadas por 
esses organismos, desencadeou o aumento de estudos com a finalidade de remover 
patógenos das águas de abastecimento, induzindo assim, a evolução da eficácia dos 
processos de tratamento de água, incluindo a filtração em meio granular. 
 
No Brasil, o desenvolvimento de pesquisas nessa linha é recente. Dados de ocorrência 
desses micoorganismos em água bruta e tratada são escassos; entretanto, algumas 
ocorrências já foram relatadas por Vieira et al. (2000), Berino e De Luca (2003), Bastos et 
al., (2005), entre outros. 
 
As regras para prover a água com segurança devem fazer uso do conceito de múltiplas 
barreiras, que envolvem proteção de água das fontes (superficiais e subterrâneas), 
otimização dos processos das estações de tratamento de água e a manutenção adequada do 
sistema de distribuição (Betancourt e Rose, 2004). 
 
A tecnologia de tratamento por ciclo completo composta por coagulação, floculação, 
sedimentação e filtração rápida é a mais difundida no Brasil, mas é crescente o uso de 
 2 
sistemas de filtração direta. A não realização de experimentos em escala piloto e a 
dificuldade de obtenção de dados sobre a qualidade da água bruta, contribuem para que a 
tecnologia de ciclo completo seja adotada, mesmo em casos em que a qualidade da água 
permita a adoção de tecnologias mais simplificadas. A opção por ciclo completo, muitas 
vezes, se dá também pela sua capacidade de tratar águas brutas com maior variação de 
qualidade. 
 
O uso de filtração direta para tratar águas com turbidez, cor e concentração de algas não 
elevadas tem sido incentivado no Brasil, principalmente nas pesquisas do Prosab. Isso 
porque, essa tecnologia quando comparada ao tratamento convencional tem como 
principais vantagens a utilização de menor número de unidades de tratamento; utilização 
de menor área física; o menor consumo de produtos químicos no processo de tratamento, 
operação e manutenção mais simples e menor produção de lodo. 
 
Entretanto, a filtração direta apresenta menos barreiras sanitárias do que o tratamento 
“convencional” e, dessa forma, atenção especial deve ser dada ao projeto e operação do 
filtro, para minimizar os riscos de traspasse de cistos de Giardia e oocistos de 
Cryptosporidium, pois estes não serão efetivamente inativados na desinfecção com cloro. 
 
Sendo assim, o presente trabalho buscou avaliar a utilização de meio granular praticamente 
uniforme em filtração direta descendente de areia, em instalação piloto, na remoção de 
oocistos de Cryptosporidium. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3 
2 – OBJETIVOS 
 
2.1 – OBJETIVO GERAL 
 
O trabalho tem como objetivo geral avaliar o processo de filtração direta descendente 
utilizando granulometria praticamente uniforme em relação à remoção de oocistos de 
Cryptosporidium, por meio de estudos em instalação piloto. 
 
2.2 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
O estudo em questão tem como objetivos específicos: 
(1) Comparar a eficiência de remoção de oocistos de Cryptosporidium no período de 
amadurecimento com a remoção com o processo de filtração já estabelecido. 
(2) Avaliar a influência do uso de dosagens não ótimas na eficiência de remoção de 
oocistos de Cryptosporidium. 
(3) Avaliar de forma preliminar a influência da utilização de águas distintas na remoção de 
oocistos de Cryptosporidium. 
(4) Avaliar, também de forma preliminar, a influência da taxa de filtração na remoção de 
oocistos de Cryptosporidium. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
3 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
3.1 – FILTRAÇÃO 
 
A filtração é a combinação de processos físicos, químicos e em alguns casos, biológicos, 
que viabiliza a remoção de partículas suspensas e coloidais e de microorganismos, como os 
cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium, presentes na água pela utilização de um 
meio poroso apropriado. 
 
Reconhecendo a importância da etapa de filtração na produção de água segura para o 
consumo humano, a Portaria do Ministério da Saúde MS 518/2004 (Brasil, 2004) 
estabelece que toda a água para consumo humano, suprida por manancial superficial e 
distribuída por meio de canalização deve incluir tratamento por filtração. 
 
Em linhas gerais, as técnicasde tratamento por filtração podem ser divididas em dois 
grupos: as que se baseiam na filtração rápida e as que se baseiam na filtração lenta. O 
primeiro grupo incorpora a coagulação química e a utilização de taxas de filtração elevadas 
como etapas fundamentais para clarificação da água, ao passo que no segundo grupo a 
etapa básica é a utilização de taxas baixas e o uso de coagulantes é dispensável. Em ambos 
os grupos, a filtração pode ou não ser precedida de outros processos de clarificação. 
 
Os mecanismos pelos quais as partículas em suspensão são removidas por meio do 
processo de filtração são complexos e influenciados pelas características físicas e químicas 
da suspensão e do meio filtrante, pela taxa de filtração, pelas características químicas da 
água e pelo método de operação do filtro (Amirtharajah, 1988). 
 
De acordo com Amirtharajah (1988), os mecanismos de remoção têm sido desenvolvidos 
em duas direções: a teoria fenomenológica com coeficientes empíricos e a teoria da 
trajetória que tem como princípio que o leito filtrante é um conjunto de coletores e se 
propõe a determinar a extensão da deposição de partículas nesses coletores. 
 
No princípio, acreditava-se que a filtração em areia era restrita a ação física de coar, mas a 
retenção de partículas com dimensões menores do que os vazios inter-granulares indicou 
que seria impossível explicar a remoção das partículas somente por meio desse mecanismo 
(Ives, 1969). Atualmente, vários autores (Ives, 1969, Cleasby, 1990, entre outros) 
 5 
descrevem a filtração rápida como sendo a combinação de dois mecanismos distintos: 
transporte e aderência. A seguir, é apresentado um resumo do discutido nos referidos 
textos. 
 
Os mecanismos de transporte são responsáveis por conduzir as partículas suspensas para a 
proximidade da superfície do meio filtrante, de modo que as partículas pequenas são 
carreadas para as linhas de correntes mais próximas dos grãos filtrantes. Quando as 
partículas estão bem próximas do meio filtrante, as forças de superfície favorecem a 
aderência ao meio, de modo que as forças de aderência resistam às forças de cisalhamento 
resultantes das características do escoamento. 
 
Os mecanismos de transporte, que são comumente utilizados para explicar a aproximação 
das partículas aos meios filtrantes, são: sedimentação, interceptação, difusão, impacto 
inercial e ação hidrodinâmica. 
 
A difusão é resultante do movimento Browniano aleatório das partículas pelo 
bombeamento pelas moléculas de água, devido à energia térmica dessas moléculas. Devido 
ao movimento Browniano, existe uma tendência de as partículas pequenas se difundirem 
das áreas de maior concentração para as áreas de menor concentração, até encontrar as 
linhas de correntes mais próximas. Esta é a razão pela qual há a presença de sólidos 
aderidos ao meio filtrante em pontos onde a velocidade do fluxo é praticamente zero. Este 
mecanismo é predominante em partículas pequenas, menores do que 1 μm de diâmetro e 
que não sofrem interferência do movimento da água. 
 
O mecanismo de sedimentação ocorre devido à velocidade de sedimentação inerente às 
partículas. Nesse mecanismo, o vetor resultante da soma dos vetores velocidade de 
sedimentação e velocidade de escoamento faz com que as partículas cheguem às linhas de 
correntes mais próximas, até o momento em que ocorre a aderência. A densidade das 
partículas e a temperatura são muito importantes para que ocorra este fenômeno. Este 
mecanismo é importante para a remoção de partículas maiores do que 1 μm, com tamanho 
médio de 5 a 25 μm. Assim, a sedimentação geralmente ocorre quando há partículas em 
suspensão relativamente grandes e densas, cuja velocidade de sedimentação seja alta. 
 
Segundo Amirtharajah (1988), a combinação desses dois mecanismos, sedimentação e 
difusão, resulta no transporte eficiente de partículas com diâmetros de aproximadamente 1 
 6 
μm. Dessa forma, o autor acredita que esta combinação seja capaz de remover oocistos de 
Cryptosporidium que possuem dimensões entre 3 a 5 μm, enquanto os cistos de Giardia, 
por suas dimensões maiores entre 10 a 15 μm, são provavelmente removidos pelo 
mecanismo de sedimentação. 
 
O mecanismo da ação hidrodinâmica ocorre devido à rotação das partículas e ao 
movimento através das linhas de corrente, sendo influenciado pela forma das partículas e 
pela interação com o campo do fluido. Partículas de tamanhos relativamente grandes (~10 
m) em um meio viscoso, em movimento laminar, podem ter em seus extremos, 
velocidades diferentes devido aos gradientes de velocidades. Esta diferença entre as 
velocidades irá provocar um giro nas partículas, produzindo uma diferença de pressão 
perpendicular ao escoamento, fazendo com que a partícula seja conduzida para uma zona 
de velocidade mais baixa e que partículas passem de uma linha de corrente para a outra 
mais próxima do meio filtrante. 
 
Quando a velocidade de escoamento no meio poroso da água é baixa, as partículas se 
movimentam juntamente com as linhas de corrente do escoamento. Entretanto, quando a 
velocidade é alta e a partícula é grande, o efeito da inércia faz com que as partículas 
mantenham a trajetória inicial e colidam com o meio filtrante. Dessa forma, as partículas 
podem seguir uma trajetória distinta das linhas de corrente, se adqüirirem suficiente 
quantidade de movimento para isso. A eficiência desse mecanismo é diretamente 
proporcional à velocidade do escoamento e inversamente proporcional ao diâmetro do 
meio filtrante. 
 
A interceptação acontece quando o movimento das partículas ao longo das linhas de 
correntes ocorre suficientemente perto do meio filtrante para que possa ocorrer a aderência. 
Este mecanismo atua sobre as partículas que se encontram nas linhas de corrente cuja 
distância da superfície do coletor é inferior à metade do diâmetro das partículas. 
 
A aderência das partículas supensas aos meios filtrantes pode ser controlada pelas 
propriedas superficiais dos meios. Tanto as partículas em suspensão, quanto o meio 
filtrante granular reagem com espécies dissolvidas orgânicas e inorgânicas (ferro, alumínio 
e polímeros), presentes nas água. Ambos têm carga elétrica superficial negativa que são 
balanceadas pelo acúmulo do íon soluto de carga oposta formando camadas compactas e 
 7 
difusas próximas às superfícies do sólido, em que cada região interfacial é eletricamente 
neutra. 
 
Dessa forma, a desestabilização das partículas é fundamental para minimizar a repulsão 
entre a partícula de impureza como os oocistos de Cryptosporidium e o meio filtrante, e 
entre as próprias partículas, permitindo uma maior aderência. Então, quando as partículas 
estão muito próximas do meio filtrante e a distância de separação entre o meio filtrante e as 
partículas se aproxima de zero, forças de aderência se aproximam do infinito e o contato 
não pode ocorrer sem a atração das forças de Van der Waals (O’Melia, 1985). 
 
Alguns autores consideram o desprendimento como sendo um mecanismo de filtração. 
Sendo assim, o mecanismo de desprendimento é resultado da superação das forças de 
aderência pelas forças de cisalhamento resultante do escoamento, transferindo as partículas 
retidas para a camada subseqüente do meio filtrante (inferiores, no caso de filtros 
descendentes e superiores, no caso de filtros ascendentes), viabilizando a filtração com 
ação de profundidade. 
 
Uma discussão mais aprofundada sobre os mecanismos de filtração pode ser encontrada 
em Ives (1969) e Amirtharajah (1988), entre outros. 
 
3.1.1 – Tecnologia de filtração direta 
 
3.1.1.1 – Considerações iniciais 
 
A função dos filtros rápidos no tratamento de água é clarificar a água pela remoção de 
partículas menores, suspensas e coloidais e de microorganismos presentes na água. Em 
algumas circunstâncias, outros benefícios são obtidos, como a oxidação da amônia ou a 
remoção de DBO emáguas residuárias. A filtração rápida tem grande aplicação na 
clarificação de águas com partículas em suspensão variando de 0,1 μm até 50 μm. Os 
principais modos de ação dos filtros rápidos são os processos físicos e físico-químicos, 
descritos no item 3.1, sendo que os processos biológicos são praticamente ausentes nesta 
tecnologia de tratamento (Ives, 1969). 
 
A filtração direta é um processo de tratamento que não utiliza a decantação para 
clarificação da água. Por este motivo, esta tecnologia é geralmente utilizada para tratar 
 8 
água bruta com baixa turbidez e baixa cor verdadeira. Arboleda (1992) recomenda que a 
água bruta para a filtração direta possua as mesmas características das águas provenientes 
do sistema de decantação, isto é, uma turbidez inferior a 10 UT em 90% do tempo e 
preferencialmente menor que 5 UT e uma cor verdadeira menor do que 10 uC em 90% do 
tempo. As concentrações de ferro e magnésio devem ser inferiores a 0,3 mg/L. 
 
Outros autores recomendam outros limites de parâmetros de qualidade da água para a 
filtração direta, porém somente estudos em escala piloto fornecerão informações seguras 
sobre a pertinência de um tratamento para uma determinada água. As Tabelas 3.1 e 3.2 
resumem alguns limites de parâmetros para a filtração direta. 
 
Tabela 3.1 – Resumo de limites para a filtração direta – Carrión e Esparza, 1992 
(modificado) 
Parâmetros 
Filtração Direta 
Descendente Ascendente 
Ascendente/ 
Descendente 
Turbidez (UT) 
90% ≤ 30 90% ≤ 100 90% ≤ 200 
80% ≤ 20 80% ≤ 50 80% ≤ 100 
100% ≤50 Esporád. > 200 Esporád. > 200 
Cor Verdadeira (UC) 
90% ≤ 40 100% ≤ 60 90% ≤ 100 
80% ≤ 20 90% ≤ 40 80% ≤ 50 
NMP 
Coliformes 
Fecal/100 mL MGM ≤ 100 MGM ≤ 100 MGM ≤ 200 
Total/100mL MGM ≤ 500 (1) MGM ≤ 500 (1) MGM ≤ 1000 (1) 
Concentração de algas 
(mg/m
3
) 
90% ≤ 100 - ≤ 1000 
Legenda: MGM = Média geométrica mensal 
(1) Se o valor de coliformes fecais não for superado, esse valor pode ser aumentado. 
 
Tabela 3.2 – Resumo de limites para a filtração direta – Cleasby, 1990 (modificado) 
Parâmetro Limites para Filtração Direta 
Cor (uC) < 40 
Turbidez (UT) < 5 
Algas (asu/mL) < 2000 
Ferro (mg/L) < 0,3 
Manganês (mg/L) < 0,05 
 9 
Nas estações de tratamento de água (ETAS) que utilizam o ciclo completo os filtros retêm 
material que não foi removido no processo de decantação ou flotação. Por não se 
utilizarem desses processos, as ETAs de filtração direta têm menor capacidade de 
acumular impurezas que as estações de tratamento que incorporam a etapa de clarificação 
preliminar (Dugan e Williams, 2004), pois os filtros são as únicas unidades responsáveis 
pela retenção de material em suspensão presente na água. 
 
A tecnologia de filtração direta pode ser realizada com ou sem a etapa de floculação 
precedendo a filtração (Figura 3.1). 
 
AB Coagulação Floculação
Filtração
rápida 
descendente
Desinfecção
Correção pH
Desinfecção
AT (d)
AB Coagulação
Filtração 
rápida 
ascendente
Filtração
rápida 
descendente
Desinfecção
Correção pH
Desinfecção
AT (c)
AB Coagulação
Filtração
rápida 
descendente
Desinfecção
Correção pH
Desinfecção
AT (b)
AB Coagulação
Filtração
rápida 
ascendente
Desinfecção
Correção pH
Desinfecção
AT (a)
 
Legenda: AB = água bruta; AT = água tratada 
Figura 3.1 – Fluxogramas esquemáticos dos sistemas de filtração direta sem pré-floculação 
(a, b e c) e com pré-floculação (d) 
 
3.1.1.2 – Tecnologia de filtração direta descendente 
 
Na tecnologia de filtração direta descendente, o fluxo de água passa no sentindo 
descendente através dos poros do meio filtrante. Como no filtro descendente todas as 
partículas removidas da água ficam retidas no próprio filtro, há necessidade de um bom 
aproveitamento da profundidade do meio filtrante para que se atinja uma carreira de 
filtração com duração razoável. 
 
O filtro compreende um meio filtrante granular, que permanece saturado com água 
contendo material em suspensão, que se move através dos espaços porosos devido à 
formação de um gradiente de pressão hidráulica. O meio filtrante na filtração direta 
descendente pode ser constituído de meio granular único, geralmente a areia, meio granular 
 10 
duplo, constituído geralmente de antracito sobre a areia ou meio granular constituído de 
múltiplas camadas. 
 
No Brasil, o meio filtrante constituído unicamente de areia ou meio filtrante de camada 
dupla de antracito e areia são comumente utilizados em filtros descendentes. A vantagem 
de se utilizar meio filtrante de dupla camada é que em função da diferença de densidade 
entre os materiais, se consegue uma disposição granulométrica que permita que a filtração 
ocorra no sentido do maior grão para o menor grão do meio filtrante, permitindo maior 
aproveitamento do meio filtrante e com isso uma maior carreira de filtração (Di Bernardo 
et al., 2003). 
 
Segundo Di Bernardo e Prezotti (1991), a utilização de filtros de areia de camada única, 
com distribuição granulométrica praticamente uniforme, pode levar a um eficiente 
aproveitamento do meio filtrante, comparável com aquele conseguido com a utilização de 
filtros de camada dupla. Esses pesquisadores ressaltam que quanto mais uniforme o meio 
granular utilizado, a penetração de impurezas será mais profunda e mais longa será a 
duração da carreira de filtração. 
 
Ainda de acordo com Di Bernardo (1993a), quanto maior o tamanho dos grãos do meio 
filtrante, maior terá que ser a espessura da camada filtrante requerida para obter uma 
determinada eficiência de remoção e evitar o traspasse de impurezas no filtro. 
 
A filtração direta descendente apresenta algumas vantagens em relação ao tratamento 
convencional. Normalmente, essa seqüência de tratamento requer baixas dosagens de 
coagulante, o que acarreta economia de recursos e menor geração de lodo. Além disso, 
requer menos espaço físico porque há um menor número de unidades envolvidas e resulta 
em menor custo de implantação, manutenção e operação que o tratamento convencional 
(Cleasby, 1990). 
 
Em relação ao tratamento convencional, a filtração direta descendente apresenta a 
desvantagem de ser restritiva em relação à qualidade da água bruta, tendo dificuldade de 
tratar água bruta com turbidez ou cor verdadeira elevada. Além disso, é necessário um 
controle cuidadoso da dosagem de coagulante químico, principalmente quando não se 
utiliza a pré-floculação, porque variações de dosagem podem afetar a qualidade do efluente 
filtrado. 
 11 
Outra desvantagem da filtração direta em relação ao tramento convencional é que 
mudanças na qualidade da água bruta afetam rapidamente a qualidade do efluente, sendo 
necessário realizar ajustes rápidos e precisos no controle das dosagens dos coagulantes. 
Ademais, podem-se produzir carreiras de filtração curtas, em especial quando é preciso 
utilizar dosagens elevadas de coagulante e/ou quando há grandes concentrações de algas 
(diatomáceas) que podem causam obstrução nos filtros. 
 
3.1.1.3 – A coagulação aplicada à filtração direta 
 
A coagulação consiste na adição de substâncias químicas (coagulantes) na água para que 
ocorra a alteração das forças iônicas das impurezas presentes na água, como as partículas 
coloidais, as substâncias húmicas e microorganismos, permitindo a sua agregação e 
formação de flocos com tamanho e característica compatíveis com o processo de separação 
sólido-líquido subseqüente. 
 
As impurezas presentes na água apresentam cargas superficiais negativas e dificultam o 
mecanismo de aderência no processo de filtração, pois o meio filtrante, que geralmente é 
constituído de antracito e areia, também possui carga negativa. 
 
A aplicação de coagulantes é realizada na unidade de mistura rápida e geralmente é a 
primeira etapa no processo de tratamento de água, sendo muito importante na tecnologia de 
filtração direta. As reações e mecanismos de coagulação dependem da dosagem“ótima” do 
coagulante, da faixa “ótima” de pH e da quantidade de partículas coloidais presentes na 
água a ser tratada. 
 
A literatura considera a coagulação como resultado da ação de quatro mecanismos 
distintos: compressão da camada difusa, adsorção e neutralização de cargas, varredura e 
formação de pontes. No entanto, Amirtharajah e Mills (1982) ressaltam que a coagulação 
de águas de abastecimento, por sais de ferro e alumínio, é obtida na prática com maior 
freqüência, por adsorção e neutralização de cargas, por varredura ou pela combinação 
desses mecanismos. 
 
Para prever as condições químicas sob as quais a coagulação ocorre, de forma efetiva, são 
utilizados os diagramas de coagulação. Esses diagramas são construídos para definir a 
dosagem do coagulante a ser aplicado e as condições ótimas do pH para o processo. 
 12 
Amirtharajah e Mills (1982) desenvolveram um diagrama integrado de estabilidade e 
coagulação do sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) em que são definidas as regiões específicas 
onde ocorre coagulação efetiva para a remoção de turbidez, assim como os mecanismos 
atuantes (Figura 3.2). 
 
Figura 3.2 – Diagrama de coagulação com sulfato de alumínio e potencial zeta – Cleasby, 
1990 (modificado) 
 
O mecanismo de adsorção e neutralização de cargas caracteriza-se pela reação de 
coagulantes metálicos como os sais de alumínio e de ferro com a água formando espécies 
hidrolisadas carregadas positivamente. Como as espécies hidrolisadas não são íons 
indiferentes, elas são adsorvidas na superfície das impurezas dispersas na águas, que são 
carregadas negativamente e pode ocorrer a neutralização das cargas. A neutralização 
promove a minimização ou eliminação das forças de repulsão eletrostática entre as 
partículas, permitindo a formação de flocos. 
 13 
 
O mecanismo de adsorção e neutralização de cargas é muito importante quando o 
tratamento de água é realizado por processo de filtração direta, porque na filtração direta, 
não há necessidade de formação de flocos grandes para a posterior sedimentação, mas sim 
da desestabilização das partículas para que estas possam ficar retidas no meio filtrante. 
 
Para Johnson e Amirtharajah (1983), o modelo de adsorção e desestabilização para a 
coagulação indica que a mesma irá ocorrer quando as forças elétricas repulsivas entre as 
partículas forem mínimas. A carga das partículas é medida pelo Potencial Zeta (PZ). 
Quando o PZ é zero, pode-se esperar que a coagulação esteja atuando de forma a atingir o 
seu valor máximo. Porém, na prática, a coagulação “ótima” pode ocorrer para valores de 
PZ menores ou maiores do que zero. 
 
De acordo com a Figrua 3.2, os mecanismos de adsorção e neutralização para a remoção de 
turbidez com sais de alumínio geralmente são predominantes em valores de pH entre 4,0 e 
7,0 e dosagens de sulfato de alumínio inferiores a 30 mg/L. A interação entre o hidróxido 
de alumínio carregado positivamente com as partículas carregadas negativamente geram 
dois pontos de potencial zeta zero para valores de pH 4,8 e 6,8. Nessas circunstâncias, 
podem ser esperadas condições favoráveis de coagulação. 
 
Para valores de pH entre 4,8 e 6,8, onde os valores de PZ são diferentes de zero, a 
estequiometria da coagualação pode levar à reversão de carga superficial da partículas e 
esta passa a ficar carregada positivamente, surgindo nova carga repulsiva entre as 
partículas. 
 
A relação entre a dosagem de coagulante e a concentração de partículas irá resultar em 
distintas zonas de reestabilização conforme a Figura 3.2 (A, B e C). Como a região para 
utilização deste tipo de processo de coagulação é bem restrita em relação à dosagem de 
coagulante e aos valores de pH, quando comparada às outras regiões, é imprescindível um 
rigoroso controle operacional para assegurar o correto funcionamento da ETA. 
 
O mecanismo de varredura é frequentemente utilizado em estações de tratamento que 
utilizam floculação e sedimentação antecedendo a filtração, pois este mecanismo gera 
flocos de maior tamanho, que apresentam velocidades de sedimentação relativamente altas. 
A varredura ocorre quando há a formação de hidróxidos decorrentes da precipitação de 
 14 
produtos hidrolisados resultantes da reação do coagulante com a água e não há 
dependência da neutralização de cargas para que ocorra. Os precipitados envolvem as 
partículas coloidais porque apresentam vazios capazes de “capturar” as impurezas. 
 
De acordo com o diagrama de coagulação mostrado na Figura 3.2, há a predominância da 
varredura quando são aplicadas dosagens de sulfato de alumínio superiores a 30 mg/L e 
valores de pH entre 7,0 e 8,0. Amirtharajah e Mills (1982) ressaltam que no mecanismo de 
varredura, a intensidade da mistura rápida não é tão importante quanto no mecanismo de 
adsorção e neutralização de cargas. 
 
Ainda segundo a Figura 3.2, há combinação do mecanismo de adsorção e neutralização de 
cargas com o mecanismo de varredura numa região de pH de coagualação entre 7,0 e 8,0, 
quando se adicionam baixas dosagens de coagulante (até 10 mg/L). 
 
Amirtharajah e O`Melia (1990) destacam no diagrama de coagulação a região “ótima” para 
a remoção de turbidez com o uso do sulfato de alumínio ao utilizar processo de filtração 
direta, para baixas concentrações de partículas. Nessa região, o potencial zeta cai para 
valores próximos de zero. De acordo com a seção do diagrama mostrado na Figura 3.3, 
existe uma região “ideal” para a remoção de turbidez para essas condições. A região 
proposta compreende valores de pH entre 6,0 e 7,5 e dosagens de alumínio variando entre 
3 e 15 mg/L. Nessa área ocorre predominância de mecanismos de adsorção e neutralização 
de cargas, mecanismo de varredura e combinação desses dois mecanismos de coagulação. 
 
Sendo assim, em decorrência da grande variedade de coagulantes e da qualidade da água 
bruta a ser utilizada, é essencial a realização de experimentos em escala de bancada para 
definir as condições adequadas do coagulante a ser utilizado, de maneira que se obtenha o 
valor do pH mais apropriado. Quando a coagulação não é realizada de modo adequado, 
compromete-se o desempenho de todas as unidades de tratamento a jusante, aumentando 
os riscos sanitários da água produzida. 
 
 
 15 
 
Legenda: A = adsorção e neutralização de cargas; B = combinação de adsorção e neutralização de cargas com 
varredura;C = varredura 
Figura 3.3 – Seção do diagrama de coagulação do sulfato de alumínio, indicando a melhor 
faixa para a filtração direta – Amirtharajah e O`Melia, 1990 (modificado) 
 
3.2 – O Cryptosporidium 
 
3.2.1 – Introdução 
 
O Cryptosporidium é um protozoário parasita emergente intracelular, pertence ao filo 
Apicomplexa, classe Coccidia, que infecta o trato gastrointestinal de animais e humanos. 
Os oocistos de Cryptosporidium são pequenos, esféricos a ovóides e possuem diâmetros 
que variam entre 3 a 7 μm, de acordo com a espécie, como pode ser observado na Figura 
3.4. 
 
 
Figura 3.4 – Imagem de Cryptosporidium parvum 
(USEPA, 2006) 
 
O Cryptosporidium foi primeiro descrito por Ernest Edward Tyzzer em 1907, sendo 
observado como um protozoário parasita de animais inferiores, nesta época. Até 1976, 
todas as infecções causadas por Cryptosporidium tinham sido observadas em animais 
 16 
como vacas e cordeiros até que dois casos foram notificados em seres humanos. Com o 
aparecimento da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS) nos anos subseqüentes, 
a criptosporidiose, doença causada por este protozoário, foi reconhecida como o agente 
causador de diarréia em indivíduos com sistema imunológico debilitado. Entretanto, estes 
parasitas não foram reconhecidos como agentes causadores de doenças de veiculação 
hídrica em humanos imunocompetentes até 1987 (Rose, 1988). 
 
Na década de 80, aproximadamente 20 espécies de Cryptosporidium foram identificadas e 
nomeadas de acordo com o parasita hospedeiro,porém estudos posteriores de morfologia e 
transmissão cruzada constataram a invalidação de muitas destas espécies (Fayer e Ungar, 
1986). Segundo Carey et al. (2004), apesar das controvérsias quanto a taxonomia do 
parasita, existem hoje 11 espécies reconhecidas de Cryptosporidium. Porém, o C. parvum e 
o C. hominis são os agentes causadores da criptosporidiose humana. 
 
Para Carey et al. (2004), o Cryptosporidium é um patógeno de veiculação hídrica em 
destaque no mundo. A natureza robusta destes indivíduos, assim como a resistência às 
técnicas de desinfecção convencionais baseadas no cloro, a habilidade para passar através 
de processos de tratamento físico da água, a necessidade de baixas dosagens do organismo 
para causar infecção e os modos de transmissão, contribuem para a persistência desse 
parasita no meio ambiente. 
 
O Centro de Controle e Prevenção de Doenças em Atlanta, Estados Unidos, atribuiu 71% 
dos casos de eclosão de doenças de veiculação hídrica em 1993 e 1994 ao Cryptosporidium 
parvum e a Giardia lamblia, que causam a criptosporidiose e a giardíase, respectivamente 
(Gostin et al., 2000 apud Carey et al., 2004). 
 
Os sintomas de criptosporidiose podem variar desde suave diarréia a diarréia impactante, 
acompanhada por desidratação, febre, dor abdominal, estado de gripe, vômitos e perda de 
peso. 
 
A criptosporidiose é uma doença de remissão espontânea em adultos sadios, mas é 
extremamente grave em grupos mais vulneráveis, tais como crianças, idosos e 
imunodeprimidos, como os pacientes transplantados, aqueles que estão sendo submetidos a 
tratamentos para certos tipos de câncer e principalmente aqueles portadores de AIDS. 
 
 17 
3.2.2 – O Ciclo de vida dos oocistos de Cryptosporidium 
 
O complexo ciclo de vida dos oocistos de C. parvum e C. hominis consiste em estágios de 
desenvolvimento, que incluem o ciclo sexuado e assexuado. O Cryptosporidium difere de 
outros coccídeos por sua capacidade de desenvolver-se completamente em um único 
hospedeiro. 
 
O oocisto esporolado é o único estágio exógeno, que consiste em quatro esporozoítos 
móveis envolvidos por uma dupla camada de parede que confere resistência ao organismo. 
Os oocistos são excretados nas fezes de um hospedeiro infectado e a fase endógena começa 
após estes serem ingeridos por um hospedeiro susceptível, que ocorre pela contaminação 
do meio ambiente, comida ou água. Os esporozoítos são liberados através da ruptura da 
parede do oocisto quando são expostos a situações favoráveis como temperaturas 
corporais, pH ácido, tripsina, sais biliares e enzimas pancreáticas e aderem às células 
epiteliais do trato gastrointestinal e respiratório (mais comum em aves). 
 
O rápido ciclo de vida (onde cada geração de parasita pode se desenvolver e maturar em 12 
a 14 horas) e o ciclo autoinfectivo contribuem para que um baixo número de oocistos seja 
requerido para causar infecção (Carey et al., 2004). 
 
3.2.3 – Fontes e ocorrência de Cryptosporidium e surtos de Criptosporidiose 
 
A transmissão do protozoário Cryptosporidium ocorre pela rota fecal-oral, por 
contaminação de nascentes, contaminação de alimentos in natura ou contato de pessoa 
para pessoa. 
 
Pessoas podem ser expostas a oocistos de Cryptosporidium ao ingerirem água, alimentos 
frescos, ao utilizarem águas de recreação, ao entrarem em contato com animais, solos, 
outras pessoas ou ao terem contato com alguma superfície que não tenha sido desinfetada 
após ser exposta a fezes. 
 
As fazendas também podem ser consideradas fontes de parasitas, especialmente 
Cryptosporidium. Além disso, esgoto tratado e particularmente não tratado, pode ser fonte 
de protozoários, principalmente a Giardia. Efluentes de estações de tratamento de esgoto 
podem constituir um abrigo crônico para cistos de Giardia (States at al., 1997). 
 18 
 
De acordo com Dumoutier e Mandra (1996), os cistos de Giardia e oocistos de 
Cryptosporidium são largamente disseminados no meio ambiente aquático quando há 
lançamento de efluentes de estações de tratamento de esgoto. Segundo esses 
pesquisadores, causas indiretas de transmissão de parasitas podem ser devido à 
insuficiência de saneamento básico e aplicação de estrumes como fertilizantes em lavouras. 
 
As concentrações de oocistos de Cryptosporidium podem variar dependendo do ambiente 
onde se encontram. Cardoso et al. (2002) observaram que em esgoto, geralmente 
encontram-se 1 a 20 oocistos/L, em efluente filtrado de tratamento secundário, 0,01 a 0,13 
oocistos/L, em águas superficiais, 0,001 a 107 oocistos/L, em águas subterrâneas 0,004 a 
0,922 oocistos/L e em água potável, 0,001 a 0,72 oocistos/L. No entanto, esses valores 
podem variar de região para região. 
 
São inúmeros os relatos de ocorrência de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium 
encontrados na literatura estrangeira, particularmente oriundos de países desenvolvidos. A 
Tabela 3.3 apresenta alguns desses exemplos. 
 
No Brasil, por sua vez, esses relatos não são abundantes e são relativamente recentes. 
Alguns desses estudos são descritos a seguir. 
 
Vieira et al. (2000) detectaram concentrações na ordem de 10
2
 a 10
4
 oocistos de 
Cryptosporidium/L e 10
3
 a 10
5
 cistos de Giardia/L em esgotos sanitários da bacia de 
Ribeirão Arrudas em Belo Horizonte, MG. A detecção dos microorganismos foi baseada 
em duas técnicas distintas para a concentração da amostra: a centrifugação e a floculação 
com carbonato de cálcio. A identificação dos protozoários nas amostras foi feita por meio 
da técnica de imunofluorescência utilizando o kit Merifluor C/G (Meridian Diagnostics, 
Inc.). 
 
Hachich et al. (2000) avaliaram a ocorrência e distribuição de cistos de Giardia e oocistos 
de Cryptospiridium em águas superficiais captadas para o consumo humano no estado de 
São Paulo. Segundo esses autores, dos 28 mananciais avaliados, detectou-se a ocorrência 
de Cryptosporidium em 29% dos mananciais e a ocorrência de Giardia em 57% dos 
mananciais estudados, sendo que nenhuma amostra avaliada apresentou concentrações 
médias de oocistos superiores a 10 oocistos/L. 
 19 
Tabela 3.3 – Resumo de registros de oocistos de Cryptosporidium e cistos de 
Giardia (States et al., 1997 e Cardoso et al., 2002) 
Referência Local Amostras Fonte Registros 
 
oocistos de 
Cryptosporidium 
cistos de Giardia 
Rose et al., 1991 36 AT 17%; 0,5 a 1,17/100L 
LeChevallier, 1991 Canadá 83 AT 26,8%; média 1,52/100L 
17,1% 
média 4,45/100L 
LeChevallier, 1992 Canadá 83 AB média 2,7/L média 2,8/L 
LeChevallier e Norton, 
1995 
Canadá 266 AB 13,4% - média 3,3/L 4,6% - média 2,6/L 
Gimason et al., 1993 Kenia ETE 2,25 a 50/L 3,125 - 230,7/L 
Kfir et al., 1995 
África do 
Sul 
 AT 50% 30% 
Chauret et al., 1995 Canadá AB 78% - 10
0
 a 10
2
 /100L. 
Hanccock et al., 1996 55 AT 7% - 1 a 26/100L 7% - 2 a 5/100L 
Rosen et al., 1996 USA 1237 AT 7,10% 4,90% 
States, 1997 Pittsburg AT 80%; média 2,01/100L 
100% 
média 28,68/100L 
Zuckerman et al., 1997 Israel AB 80% 53,30% 
Bukhari et al., 1997 Inglaterra ETE 10 -170/L 10 - 13.600/L 
Karanis et al., 1998 Alemanha AT 33,3% - 257/100L 
Robertson et al., 2000 Scotland ETE 38% 94% 
Hashimoto et al., 2001 Japão 13 AB 100% - 40/100L 92% -170/1000L 
Hashimoto et al., 2001 Japão 26 AT 35%; média 1,2/1000L 
12% 
média 0,8/1000L 
Hsu et al., 2002 Taiwan 8 AB 60% - 56,1/100L 80% - 11,4/100L 
Hsu et al., 2002 Taiwan 7 AT 4,7/100L 
Legenda: AB = água bruta; AT = água tratada; ETE = estação de tratamento de esgoto. 
 
Berino e De Luca (2003) verificaram a ocorrência de Cryptosporidium sp. e Giardia sp. 
em águas brutas dos formadores do lago Guaíba, de onde é captada a água para tratamento 
e distribuição para a população de Porto Alegre. A detecção dos microorganismos foi 
baseada no método 1623 da USEPA, com algumas modificações. Os oocistos de 
Cryptopsoridium e cistos de Giardia foram detectados em 35% das